JP5372366B2 - Mounting method and mounting apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、上面に認識マークが付されたチップ部品を上面側から保持して下方に配された基板に実装する実装装置と、その実装装置を用いた実装方法に関する。 The present invention relates to a mounting apparatus for holding a chip component having a recognition mark on the upper surface from the upper surface side and mounting the chip component on a substrate disposed below, and a mounting method using the mounting apparatus.
半導体チップ(以下、チップという)は、IC回路が形成されたウエハから矩形状に切り出されて作成されている。このチップの切り出しは、粘着テープにウエハを貼り付けた状態で行われ、切り出されたチップは粘着シートから剥ぎ取られてピックアップされる。これらのチップが粘着シートに貼り付けられた状態では、チップは能動面(回路面)を上向きにしたフェイスアップ状態にある。 A semiconductor chip (hereinafter referred to as a chip) is formed by cutting out a rectangular shape from a wafer on which an IC circuit is formed. The chip is cut out with the wafer attached to the adhesive tape, and the cut chip is peeled off from the adhesive sheet and picked up. When these chips are attached to the adhesive sheet, the chips are in a face-up state with the active surface (circuit surface) facing upward.
チップを基板上に実装するに際しては、チップと基板を所定の関係に位置合わせした後に両者を接合する必要がある。この位置合わせは、通常、チップに付されている位置合わせ用の認識マークと、基板に付されている位置合わせ用の認識マークとをCCDカメラとプリズム等で構成された上下に2視野を持つ認識手段(以下、2視野の認識手段と示す)によって読み取り、両マークの相対位置関係を所定の精度内に納めることにより行われている。 When mounting the chip on the substrate, it is necessary to bond the chip and the substrate after aligning them in a predetermined relationship. In this alignment, the alignment recognition mark attached to the chip and the alignment recognition mark attached to the substrate have two fields of view, which are composed of a CCD camera and a prism. Reading is performed by a recognizing unit (hereinafter, referred to as a 2-field recognizing unit), and the relative positional relationship between both marks is kept within a predetermined accuracy.
例えば、チップの下面に位置合わせ用の認識マークが付され基板のチップ実装面(上面)に位置合わせ用の認識マークが付されている場合、チップの基板への実装前に、チップと基板の間に、2視野の認識手段を挿入し、チップと基板の認識マークを読み取ってチップと基板の相対位置を合わせることが可能である。 For example, when a recognition mark for alignment is attached to the lower surface of the chip and a recognition mark for alignment is attached to the chip mounting surface (upper surface) of the substrate, before mounting the chip on the substrate, In the meantime, it is possible to insert a recognition means with two fields of view and read the recognition marks on the chip and the substrate to align the relative positions of the chip and the substrate.
ウエハから切り出されたチップのように、チップの上面に位置合わせ用の認識マークが付されている場合、チップと基板の認識マークを、チップと基板の間に位置させた2視野の認識手段で読み取ることができなくなる。このような場合の実装方法として、チップ保持用ツール(ボンディングヘッド)内にチップと基板の認識マークの光路を測方に光路変更する光路変更手段(プリズムやミラー)を設け、側方の認識手段で各認識マークを読み取ってチップと基板の相対位置を合わせる実装方法が知られている(例えば特許文献1)。 When a recognition mark for alignment is attached to the upper surface of the chip like a chip cut out from a wafer, the recognition mark for the chip and the substrate is recognized by a two-field recognition means located between the chip and the substrate. Cannot read. As a mounting method in such a case, an optical path changing means (prism or mirror) is provided in the chip holding tool (bonding head) to change the optical path of the recognition mark on the chip and the substrate in the direction of measurement, and the side recognition means. A mounting method is known in which each recognition mark is read to align the relative positions of the chip and the substrate (for example, Patent Document 1).
チップの上面に認識マークの付されたチップは、基板の接合面に塗布された熱硬化性の接着剤やハンダを介して基板に実装される。このようなチップの基板への実装方法においては、チップを吸着保持したボンディングヘッドが基板ステージ上の基板にチップを押圧する際、押圧とともにチップと基板の接合部位を所定温度に加熱しチップと基板の実装が行われる。上述した実装装置では、光路変更手段(プリズムやミラー)がボンディングヘッドに内蔵されているため、加熱手段であるヒータなどをボンディングヘッドに内蔵することが難しい。そのため、基板ステージ側にヒータを内蔵し基板側から接合部位を加熱していた。しかし、基板の大型化にともない基板での放熱が増加し効率よく接合部位を加熱することが困難であるという問題があった。 A chip with a recognition mark on the upper surface of the chip is mounted on the substrate via a thermosetting adhesive or solder applied to the bonding surface of the substrate. In such a method of mounting a chip on a substrate, when the bonding head that holds the chip by suction presses the chip against the substrate on the substrate stage, the bonding portion of the chip and the substrate is heated to a predetermined temperature along with the pressing, and the chip and the substrate Is implemented. In the mounting apparatus described above, since the optical path changing means (prism or mirror) is built in the bonding head, it is difficult to incorporate a heater or the like as a heating means in the bonding head. For this reason, a heater is incorporated on the substrate stage side, and the bonding portion is heated from the substrate side. However, there has been a problem that heat radiation at the substrate increases with the increase in size of the substrate, and it is difficult to efficiently heat the bonded portion.
また、チップと基板の接合時に接合部位を高温で加熱するプロセスのような場合、基板側からの加熱だけではチップと基板の接合に対応できなかった。 Further, in the case of a process of heating the bonding part at a high temperature when the chip and the substrate are bonded, heating from the substrate side alone cannot cope with the bonding between the chip and the substrate.
このため、チップの上面に認識マークの付されたチップを、精度良く基板に接合しボンディングヘッドに内蔵されているヒータで高温に加熱できる実装方法および実装装置が課題となった。 For this reason, the mounting method and mounting apparatus which can join the chip | tip with the recognition mark on the upper surface of a chip | tip with high precision to the board | substrate, and can heat it to high temperature with the heater incorporated in the bonding head became a subject.
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、上面に認識マークが付されたチップと基板の相対位置を精度良く合わせて効率よく加熱・加圧し実装できるようにした実装方法および実装装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of such circumstances, and a mounting method capable of efficiently heating and pressurizing and mounting a chip having a recognition mark on the upper surface and the relative position of the substrate with high accuracy. And it aims at providing a mounting apparatus.
以上の課題を解決するため、請求項1に記載の発明は、
位置合わせ用認識マークが上面に付されたチップを、前記チップの上面側から保持するチップ保持ツールを用いて、その下方に配され位置合わせ用認識マークが付された基板に実装する方法であって、
チップの基板への実装の前に、前記チップ保持ツールに目印となる部分を定め、前記目印となる部分の形状を画像認識して記憶するステップと、
チップの上面に付された位置合わせ用認識マークの形状を画像認識して記憶するステップと、
基板に付された位置合わせ用認識マークの形状を画像認識して記憶するステップとを行った後に、
仮置き台に吸着保持されたチップの上面に付された位置合わせ用認識マークと、チップ保持ツールの目印となる部分を2視野の認識手段で画像認識して、チップとチップ保持ツールの位置合わせをした後、
前記チップ保持ツールで前記チップを吸着保持し、
前記チップの基板への実装時に、2視野の認識手段で、前記チップ保持ツールの目印となる部分と、基板に付された位置合わせ用認識マークを画像認識して、チップ保持ツールと基板の位置合わせをした後、前記チップを前記基板に実装する実装方法である。
In order to solve the above problems, the invention described in claim 1
This is a method of mounting a chip having an alignment recognition mark on its upper surface on a substrate with a positioning recognition mark placed below it using a chip holding tool that holds the chip from the upper surface side. And
Before mounting the chip on the substrate, defining a mark portion on the chip holding tool, recognizing and storing the shape of the mark portion,
Recognizing and storing the shape of the alignment recognition mark attached to the upper surface of the chip;
And recognizing and storing the shape of the alignment recognition mark attached to the substrate,
The recognition mark for positioning on the upper surface of the chip held by suction on the temporary placement table and the mark serving as a mark of the chip holding tool are image-recognized by a two-field recognition means to align the chip and the chip holding tool. After
Holding the chip by suction with the chip holding tool,
When the chip is mounted on the substrate, the two-view recognition means recognizes the image of the mark serving as the mark of the chip holding tool and the alignment recognition mark attached to the substrate, and positions the chip holding tool and the substrate. In the mounting method, the chips are mounted on the substrate after matching.
請求項2に記載の発明は、位置合わせ用認識マークが上面に付されたチップを、その下方に配された位置合わせ用認識マークが付された基板に実装する装置であって、
前記チップを吸着保持する仮置き台と前記基板を保持する基板ステージを一体として水平移動する移動台と、
前記移動台を水平移動する駆動手段と、
前記チップを上面側から保持するチップ保持用ツールと、
前記仮置き台に吸着保持されたチップとチップ保持用ツールの間に挿入され、さらに前記駆動手段により水平移動した移動台上の基板とチップ保持用ツールの間に挿入される2視野の認識手段とを有し、
チップの上面に付された位置合せ用認識マークの形状、基板に付された複数の位置合せ用認識マークの形状、およびチップ保持用ツールの部分形状を記憶する機能を備えることを特徴とする実装装置である。
The invention according to claim 2 is an apparatus for mounting a chip with an alignment recognition mark on the upper surface thereof on a substrate with an alignment recognition mark disposed below the chip.
A temporary table for sucking and holding the chip and a moving table that horizontally moves a substrate stage for holding the substrate;
Driving means for horizontally moving the moving table;
A chip holding tool for holding the chip from the upper surface side;
Two-field recognition means inserted between the chip held by the temporary table and the chip holding tool and further inserted between the substrate on the moving table horizontally moved by the driving means and the chip holding tool. And
Mounting having a function of storing the shape of the alignment recognition mark attached to the upper surface of the chip, the shape of a plurality of alignment recognition marks attached to the substrate, and the partial shape of the chip holding tool Device.
請求項1に記載の発明によれば、仮置き台に載置されたチップの位置合わせ用認識マークとチップ保持用ツールの目印となる部分を画像認識しチップとチップ保持用ツールの位置合わせを行いチップをチップ保持用ツールに吸着保持するので、チップが精度良くチップ保持用ツールに吸着保持される。そして、チップを基板に実装する際は、チップ保持用ツールの目印となる部分と基板の位置合わせ用認識マークを画像認識しチップ保持用ツールと基板の位置合わせを行いチップを基板に実装するので、チップの上面(チップ保持用ツール面側)に位置合わせ用認識マークが付されていてもチップを精度良く基板に実装することができる。 According to the first aspect of the present invention, the recognition mark for alignment of the chip placed on the temporary table and the mark serving as the mark of the tool for holding the chip are image-recognized, and the alignment of the chip and the tool for holding the chip is performed. Since the chip is sucked and held on the chip holding tool, the chip is sucked and held on the chip holding tool with high accuracy. When the chip is mounted on the substrate, the part that becomes the mark of the chip holding tool and the recognition mark for alignment of the substrate are image-recognized, the chip holding tool and the substrate are aligned, and the chip is mounted on the substrate. The chip can be mounted on the substrate with high accuracy even if the recognition mark for alignment is attached to the upper surface of the chip (the tool holding tool side).
請求項2に記載の発明によれば、2視野の認識手段がチップ保持用ツールの外観と基板の位置合わせ用認識マークを読み取るので、チップ保持用ツールにチップの上面に付された位置合わせ用認識マークを認識するための光路変更手段(プリズムやミラー)を設ける必要がなくなり、チップ保持用ツールにヒータを内蔵することができ高温の加熱によるチップと基板の接合を行うことが可能となる。 According to the second aspect of the present invention, the recognition means for the two fields of view reads the external appearance of the chip holding tool and the recognition mark for positioning the substrate, so that the chip holding tool is attached to the upper surface of the chip. There is no need to provide an optical path changing means (prism or mirror) for recognizing the recognition mark, and a heater can be incorporated in the chip holding tool, so that the chip and the substrate can be bonded by high-temperature heating.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。なお、本実施の形態では、チップとしてLSIを、基板としてはガラス基板などを例にとって説明する。チップとしては、その他に例えば、電子部品、ICチップ、半導体チップ、光素子、表面実装部品、ウエハなど種類や大きさに関係なく、基板と接合させる側の全ての形態を示す。また、基板としては、例えば、樹脂基板、ガラス基板、セラミック基板、フイルム基板などチップが接合される側の全ての形態を示す。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the present embodiment, an LSI will be described as an example of a chip, and a glass substrate will be described as an example of a substrate. As the chip, other forms such as an electronic component, an IC chip, a semiconductor chip, an optical element, a surface mount component, a wafer, and the like on the side to be bonded to the substrate are shown regardless of the type and size. Moreover, as a board | substrate, all the forms by the side to which a chip | tip is joined, such as a resin substrate, a glass substrate, a ceramic substrate, a film substrate, are shown, for example.
図1は、本発明の実施態様に係る実装装置の概略斜視図である。この実装装置は大きく分けて、装置基台1と、装置基台1の右側に配設された実装ユニット3と、装置基台1の左側に配設されたチップ部品供給ユニット4と、制御部5とから構成されている。 FIG. 1 is a schematic perspective view of a mounting apparatus according to an embodiment of the present invention. The mounting apparatus is roughly divided into an apparatus base 1, a mounting unit 3 disposed on the right side of the apparatus base 1, a chip component supply unit 4 disposed on the left side of the apparatus base 1, and a control unit. 5.
実装ユニット3は、基板8を保持する基板保持部10と、チップ11を吸着保持して基板8に実装する圧着ユニット12と、2視野の認識手段13と、から構成されている。
The mounting unit 3 includes a
基板保持部10は基板保持ステージ14と、基板保持ステージ14を水平2軸(X,Y)方向および回転(θ)方向に移動可能な移動テーブル15を備えている。移動テーブル15の上側には基板保持ステージ14および仮置き台34が備えられている。仮置き台34は基板保持ステージ14の隣に配置されている。移動テーブル15を移動することにより、基板保持ステージ14と仮置き台34が共に移動し、圧着ユニット12の下側に基板保持ステージ14もしくは仮置き台34を配置することができるようになっている。
The
圧着ユニット12はチップ11を吸着保持するヘッド17と、上下(Z)方向に移動させる昇降駆動機構19と、ヘッド17に内蔵されたヒータ16から構成されている。図2にヘッド17を下側から見た状態の概略斜視図を示す。ヘッド17の下部には吸着孔23が形成されており、図示しないホースを介して吸引ポンプと連通接続されている。ヘッド17の下側には、チップ11を吸着保持するアタッチメント25が装着されている。アタッチメント25は、チップ11のサイズに応じてヘッド17に装着されるようになっている。アタッチメント25の装着は、ヘッド17に真空吸着によって行われ、チップ11の吸着孔23用に設けられた吸引ポンプとは別の吸引ポンプによって真空吸引されるようになっている。アタッチメント25には、ヘッド17の下方向に平坦な凸部26が設けてあり、凸部26の中央に吸着孔23が形成されている。前述のヘッド17の吸着孔23が、アタッチメント25の吸着孔23と繋がるようになっている。凸部26の平坦部面積は、吸着保持するチップ11よりも大きくなっている。例えば、5mm×5mmのチップ11の場合、7mm×7mm程度の平坦部の面積となっている。アタッチメント25は、本発明のチップ保持用ツールに相当する。図2に於いて、ヒータ16はヘッド17に内蔵されているため点線で表記した。また、吸着孔23はヘッド17およびアタッチメント25に設けられた孔なので凸部26に実線で穴を表記し孔の部分は点線で表記した。
The crimping unit 12 includes a
2視野の認識手段13は、上下方向に2つの視野を有する手段であり、水平2軸(X,Y)方向および上下(Z)方向に移動可能であって、凸部26の角部27a、27bとチップ11に付された位置合わせ用認識マーク41a、41bと基板保持ステージ14上の基板8の位置合わせ用認識マーク43a、43bとをそれぞれ認識する。本実施の形態では、目印となる部分として、凸部26の角部27a、27bを例として説明する。目印となる部分は、他に凸部26の下面に付されたマークや凸部26の段差部分などがある。2視野の認識手段13はCCDカメラとプリズムで構成されている。2視野の認識手段13には、上下それぞれの視野ごとにCCDカメラが設けられており、プリズムを用いてCCDカメラ毎の光軸を上下方向に振り向け上下2視野の画像を認識することができるようにしている。
The two visual field recognition means 13 is a means having two visual fields in the vertical direction, is movable in the horizontal two-axis (X, Y) direction and the vertical (Z) direction, and has a
チップ供給ユニット4は、チップ11が収納されたチップトレイ31と、チップトレイ31を載置する載置テーブル32と、チップ11を搬送する搬送機構33とから構成されている。チップ11は、半導体ウエハからダイシングされたもので、回路面を上側にしたフェイスアップ状態でチップトレイ31に収納されている。
The chip supply unit 4 includes a
搬送機構33は、装置基台1のY方向に伸びるガイドレール36上で前後に移動可能な可動フレーム37と、当該可動フレーム37の前面に向けられたガイドレール38に沿って水平(X)方向に移動可能な可動台39を備え、さらに、当該可動台39にチップ11を吸着保持可能な吸着ヘッド40を上下可動に配備している。可動台39は、仮置き台34とチップトレイ31の間を移動できるようになっている。つまり、チップトレイ31に収納された所定位置のチップ11を吸着ヘッド40で吸着保持し、仮置き台34に受け渡すことができるようになっている。
The
制御部5は、実装ユニット3と、チップ部品供給ユニット4の機器を制御する。制御部5は、表示モニターやキーボードもしくはタッチパネル等の入出力装置、メモリチップ(記憶部)やマイクロプロセッサ(演算部)などを主体とした適当なハードウエア、このハードウエアを動作させるためのコンピュータプログラムを組み込んだハードディスク装置(記憶部)、及び各構成部とデータ通信を行う適当なインターフェイス回路などから構成される。2視野の認識手段13の画像認識データは、制御部5に記憶される。 The control unit 5 controls the devices of the mounting unit 3 and the chip component supply unit 4. The control unit 5 includes an input / output device such as a display monitor, a keyboard or a touch panel, appropriate hardware mainly including a memory chip (storage unit) and a microprocessor (calculation unit), and a computer program for operating the hardware. And a suitable interface circuit for performing data communication with each component. The image recognition data of the two visual field recognition means 13 is stored in the control unit 5.
次に上述した実施例装置を用いて基板8にチップ11を実装する動作を、図8に示すフローチャートに基づいて説明する。なお、本実施の形態では、チップトレイ31に整列された上面に位置合わせ用認識マークの付されたチップ11を、フェイスアップ状態で基板8に実装する場合を例にとって説明する。この場合、基板8の所定の実装箇所には予め熱硬化型の粘着材が転写されている。
Next, the operation of mounting the
まず、チップ11のサイズに合わせたアタッチメント25が圧着ユニット12のヘッド17に装着される。そして、凸部26のどこを基準にアライメントを行うかを決めるため、2視野の認識手段13を用いて基準位置の登録が行われる。具体的には、図2に示すようにヘッド17の下側に2視野の認識手段13を退避位置から移動し、上光軸13aで凸部26の角部27aを画像認識する。操作者が制御部5の表示モニターに映し出された画像から角部27aの部分を選択し制御部5の記憶部に記憶させる。記憶されるデータは、角部27aの形状となる。(ステップS01)。
First, an
次に、2視野の認識手段13を所定量(凸部26の寸法に応じた量)だけ移動し、上光軸13aで凸部26の角部27bを画像認識する。角部27aと同様に、操作者が制御部5の表示モニターに映し出された画像から角部27bの部分を選択し制御部5の記憶部に記憶させる。以後、アタッチメント25の交換や保守がないかぎり、角部27a、27bの形状がヘッド17の基準位置として用いられる(ステップS02)。
Next, the recognition means 13 for two fields of view is moved by a predetermined amount (an amount corresponding to the dimension of the convex portion 26), and the
凸部26の角部27a、27bの形状の登録が完了すると、移動テーブル15を水平(X、Y)方向に駆動し仮置き台34を2視野の認識手段13の下側に移動する。仮置き台34には生産開始前のチップ11が吸着保持されている。次に、2視野の認識手段13の下光軸13bでチップ11の上面に付された位置合わせ用認識マーク41aを画像認識する。なお、図6に、チップ11と上面の位置合わせ用認識マーク41a、41b、2視野の認識手段13の視野範囲13aの概略位置関係を示す。図6において、視野範囲13aは点線で囲まれた範囲を示す。視野範囲13aに制限があるため2箇所の位置合わせ用認識マーク41a、41bを画像認識するときは、所定量だけ2視野の認識手段13を移動させることになる。次に、操作者が制御部5の表示モニターに映し出された画像から位置合わせ用マーク41aを選択し制御部5の記憶部に記憶させる。記憶されるデータは、位置合わせ用認識マーク41aの形状となる(ステップS03)。
When the registration of the shapes of the
次に、2視野の認識手段13を所定量(チップ11の寸法に応じた量)だけ移動し、下光軸13bでチップ11の位置合わせ用認識マーク41bを画像認識する。位置合わせ用認識マーク41aと同様に、操作者が制御部5の表示モニターに映し出された画像から位置合わせ用認識マーク41bを選択し制御部5の記憶部に位置合わせ用マーク41bの形状を記憶させる(ステップS04)。
Next, the recognition means 13 for two fields of view is moved by a predetermined amount (an amount corresponding to the dimension of the chip 11), and the
チップ11の位置合わせ用認識マーク41a、41bの形状の登録が完了すると、移動テーブル15を水平(X、Y)方向に駆動し基板保持ステージ14を2視野の認識手段13の下側に移動する。基板保持ステージ14には基板8が吸着ツール(図示せず)で吸着保持されている。基板8の基板保持ステージ14への載置は、基板搬送用のツールを用いたり人手で行われる。
When registration of the shape of the alignment recognition marks 41a and 41b of the
次に、チップ11の位置合わせ用認識マーク41a、41bの形状を制御部5の記憶部に記憶した手順と同様に、基板8に付された位置合わせ用認識マーク43a、43bを2視野の認識手段13で画像認識し、形状を制御部5に記憶する(ステップS05)。図7に、基板8と位置合わせ用認識マーク43a、43b、2視野の認識手段13の視野範囲13bの概略位置関係を示す。図7において、視野範囲13bは点線で囲まれた範囲を示す。基板8には、チップ11が複数実装できるようになっており、チップ11の実装箇所の周辺に位置合わせ用認識マーク43a、43bがチップ11の実装位置毎に付されている。チップ11の実装箇所を斜線で示す。
Next, in the same manner as the procedure for storing the shape of the alignment recognition marks 41a and 41b of the
次に、2視野の認識手段13が退避位置に戻り、図4に示すように移動テーブル15を水平(X、Y)方向に駆動し仮置き台34をチップトレイ31側に移動する(ステップS06)。 Next, the two-field recognition means 13 returns to the retracted position, and the moving table 15 is driven in the horizontal (X, Y) direction as shown in FIG. 4 to move the temporary table 34 toward the chip tray 31 (step S06). ).
次に、チップトレイ31のチップ11を搬送機構33を用いて仮置き台34上に受け渡す処理を行う。具体的には、吸着ヘッド40を搭載した可動フレーム37および可動台39が水平(X、Y)方向に移動し、所定のチップ11をフェイスアップ状態で吸着保持する。チップ11を吸着保持した吸着ヘッド40は、仮置き台34側に移動してチップ11を仮置き台34に受け渡す(ステップS07)。
Next, processing for delivering the
次に、チップ11が仮置き台34に受け渡されると、図5に示すように移動テーブル15を水平(X、Y)方向に駆動し仮置き台34をヘッド17の下側に移動する(ステップS08)。
Next, when the
次に、2視野の認識手段13が仮置き台34に載置されたチップ11とヘッド17の間に退避位置から挿入する(ステップS09)。
Next, the two-view recognition means 13 is inserted from the retracted position between the
次に、2視野の認識手段13の下光軸13bでチップ11を画像認識する。画像認識したデータのなかから、ステップS03で登録した位置合わせ用認識マーク41aの形状をサーチ(画像比較しながら一致する画像をさがす)する。サーチの結果、形状が一致すると形状データの基準位置(例えば、形状データの中心位置)からX,Y座標を算出し、制御部5の記憶部にXY座標値を記憶する。記憶部では図3(b)に示すような座標空間で位置合わせ用認識マーク41aが認識される(ステップS10)。画像が一致しない場合は、所定量だけ2視野の認識手段を移動させ下光軸13bの視野をずらして再度サーチを行うようになっている。
Next, the image of the
ステップS10と同時に、2視野の認識手段13の上光軸13aで凸部26の角部27aを画像認識する。チップ11の位置合わせ用認識マーク41aを制御部5の記憶部に記憶した手順と同様に、角部27aのX,Y座標を制御部5の記憶部に記憶する。記憶部では、図3(a)に示すような座標空間で角部27aが認識される。
Simultaneously with step S10, the
2視野の認識手段13の停止位置により同時にチップ11の位置合わせ用認識マーク41aと角部27aが下光軸13bおよび上光軸13aで認識できない場合は、位置合わせ用認識マーク41aを画像認識した後、2視野の認識手段13を所定量だけ移動し角部27aを画像認識しても良い。また、逆の順番で画像認識しても良い。
When the
次に、2視野の認識手段13が所定量(チップ11の位置合わせ用マーク41a、41bの設計位置から算出された値)移動し、下光軸13bでチップ11を画像認識する。画像認識したデータのなかから、ステップS04で登録した位置合わせ用マーク41bの形状をサーチする。サーチの結果、形状が一致すると形状データの基準位置からXY座標を算出し、制御部5の記憶部する。記憶部では図3(b)に示すような座標空間で位置合わせ用認識マーク41bが認識される(ステップS11)。
Next, the recognition means 13 for two fields of view moves by a predetermined amount (value calculated from the design position of the alignment marks 41a and 41b of the chip 11), and recognizes the image of the
ステップS11と同時に、2視野の認識手段13の上光軸13aで凸部26の角部27bを画像認識する。チップ11の位置合わせ用認識マーク41bを制御部5の記憶部に記憶した手順と同様に、角部27bのX,Y座標を制御部5の記憶部に記憶する。記憶部では、図3(a)に示すような座標空間で角部27bが認識される。角部27bと位置合わせ用認識マーク41bが同時に画像認識できない場合は、ステップS10と同様に、2視野の認識手段13を移動させて個別に画像認識する。
Simultaneously with step S11, the
次に、チップ11の位置合わせ用認識マーク41a、41bの座標データと、ヘッド17の凸部26の角部27a、27bの座標データとに基づき、チップ11とアタッチメント25の位置合わせ(アライメント)を行う。具体的には、制御部5で図3(a)で認識している座標データと図3(b)で認識している座標データを比較し、両者が所定の位置関係となるように、移動テーブル15を水平(X、Y)、回転(θ)方向に駆動する(ステップS12)。
Next, based on the coordinate data of the alignment recognition marks 41 a and 41 b of the
次に、2視野の認識手段13が退避位置に移動した後、ヘッド17が下降し仮置き台34上のチップ11を吸着保持し、チップ11をアタッチメント25に受け渡しする(ステップS13)。これにより、ヘッド17のアタッチメント25にチップ11が精度良く、位置合わせ用認識マーク41a、41bを基準に吸着保持されることになる。チップ11の受け渡しが完了すると、ヘッド17は所定位置まで上昇する。
Next, after the two-field recognition means 13 has moved to the retracted position, the
次に、移動テーブル15を水平(X、Y)方向に駆動しヘッド17の下側に基板8を配置する(ステップS14)。 Next, the moving table 15 is driven in the horizontal (X, Y) direction to place the substrate 8 below the head 17 (step S14).
次に、2視野の認識手段13がアタッチメント25に吸着保持されたチップ11と基板保持ステージ14に吸着保持された基板8の間に退避位置から挿入する(ステップS15)。
Next, the two-field recognition means 13 is inserted from the retracted position between the
次に、2視野の認識手段13の下光軸13bで基板8を画像認識する。チップ11の位置合わせ用認識マーク41a、41bのサーチと同様に、画像認識したデータのなかから、ステップS05で登録した位置合わせ用認識マーク43aの形状をサーチする。サーチの結果、形状が一致すると形状データの基準位置からXY座標を算出し、制御部5の記憶部に記憶する(ステップS16)。
Next, the substrate 8 is image-recognized by the lower
同時に、2視野の認識手段13の上光軸13aで凸部26を画像認識する。画像認識したデータのなかから、ステップS01で登録した角部27aの形状をサーチする。サーチの結果、形状が一致すると形状データの基準位置からXY座標を算出し、制御部5の記憶部に記憶する(ステップS17)。
At the same time, the
次に、所定量だけ2視野の認識手段13を移動し、下光軸13bで基板8を画像認識する。位置合わせ用認識マーク43aのサーチと同様に位置合わせ用認識マーク43bをサーチし、形状データの基準位置からXY座標を算出し、制御部5の記憶部に記憶する(ステップS18)。
Next, the recognition means 13 having two fields of view is moved by a predetermined amount, and the substrate 8 is image-recognized by the lower
同時に、2視野の認識手段13の上光軸13aで凸部26を画像認識し、角部27aのサーチと同様に角部27bをサーチし、形状が一致すると形状データの基準位置からXY座標を算出し、制御部5の記憶部に記憶する(ステップS19)。
At the same time, the
ステップS16からS19の動作により、制御部5の記憶部では図3(a)および(c)に示すような座標空間で角部27a、27bおよび位置合わせ用認識マーク43a、43bが認識される。
By the operation from step S16 to S19, the
次に、凸部26の角部27a、27bの座標データと、基板8の位置合わせ用認識マーク43a、43bの座標データとに基づき、アタッチメント25と基板8の位置合わせ(アライメント)を行う。具体的には、制御部5で図3(a)で認識している座標データと図3(c)で認識している座標データを比較し、両者が所定の位置関係となるように、移動テーブル15を水平(X、Y)、回転(θ)方向に駆動する(ステップS20)。
Next, alignment (alignment) of the
アライメントが完了すると、2視野の認識手段13が退避位置に退いた後、ヘッド17が下降しチップ11を基板8に所定の荷重で加圧し、ヘッド17に内蔵されているヒータ16を昇温させ基板8に転写されている粘着材を加熱し、チップ11と基板8が接合される(ステップS21)。
When the alignment is completed, after the two-field recognition means 13 is retracted to the retracted position, the
所定時間の加圧と加熱が完了すると、ヘッド17が所定位置に上昇し、図4に示すように移動ステージ15が水平(X、Y)方向に駆動され、次のチップ11の搬送に備える(ステップS06に戻る)。
When pressurization and heating for a predetermined time are completed, the
このように、位置合わせ用認識マーク41a、41bがチップ11の上面(フェイスアップ面)に付されていても、仮置き台34と2視野の認識手段13を備えることにより、高精度のアライメントが可能になり、それによってチップ11と基板8の高精度な実装が可能になる。
Thus, even if the alignment recognition marks 41a and 41b are attached to the upper surface (face-up surface) of the
また、ヘッド17に内蔵したヒータ16によりチップ11と基板8の接合部位を適切な温度で加熱することができ、特に接合温度が高温のプロセスに良好に対応できる。
In addition, the joining portion of the
なお、本発明は上述した実施の形態に限らず、次のように変形実施することができる。
(1)上記実施の形態では、圧着ユニット12が、上下(Z)方向に移動させる昇降機構19とを備えるものを用いたが、ヘッド17を水平2軸(X、Y)方向に移動させる水平駆動機構と、上下(Z)方向に移動させる昇降駆動機構と、回転方向(θ)方向に移動させる回転駆動機構を備えたものであっても良い。
(2)上記実施の形態では、基板8に予め熱硬化型の粘着材が転写されていたが、チップ11の下面にハンダが転写されており、基板8にチップ11をハンダ付けする実装形態であっても良い。
(3)上記実施の形態では、搬送機構33を使ってチップトレイ31からチップ11を仮置き台34に搬送したが、チップトレイ31ごと仮置き台34に備えられていても良い。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be modified as follows.
(1) In the above embodiment, the pressure bonding unit 12 includes the
(2) In the above embodiment, the thermosetting adhesive material is transferred to the substrate 8 in advance, but the solder is transferred to the lower surface of the
(3) In the above embodiment, the
1 装置基台
3 実装ユニット
4 部品供給ユニット
5 制御部
8 基板
10 基板保持部
11 チップ
12 圧着ユニット
13 2視野の認識手段
14 基板保持ステージ
15 移動テーブル
16 ヒータ
17 ヘッド
19 昇降駆動機構
23 吸着孔
25 アタッチメント
26 凸部
27a 角部
27b 角部
31 チップトレイ
32 載置テーブル
33 搬送機構
34 仮置き台
36 ガイドレール
37 可動フレーム
38 ガイドレール
39 可動台
40 吸着ヘッド
41a 位置合わせ用認識マーク(チップ)
41b 位置合わせ用認識マーク(チップ)
43a 位置合わせ用認識マーク(基板)
43b 位置合わせ用認識マーク(基板)
13a 上光軸
13b 下光軸
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Device base 3 Mounting unit 4 Component supply unit 5 Control part 8 Board |
41b Positioning recognition mark (chip)
43a Recognition mark for positioning (substrate)
43b Positioning recognition mark (substrate)
13a Upper
Claims (2)
チップの基板への実装の前に、
前記チップ保持ツールに目印となる部分を定め、前記目印となる部分の形状を画像認識して記憶するステップと、
チップの上面に付された位置合わせ用認識マークの形状を画像認識して記憶するステップと、
基板に付された位置合わせ用認識マークの形状を画像認識して記憶するステップとを行った後に、
仮置き台に吸着保持されたチップの上面に付された位置合わせ用認識マークと、チップ保持ツールの目印となる部分を2視野の認識手段で画像認識して、チップとチップ保持ツールの位置合わせをした後、
前記チップ保持ツールで前記チップを吸着保持し、
前記チップの基板への実装時に、2視野の認識手段で、前記チップ保持ツールの目印となる部分と、基板に付された位置合わせ用認識マークを画像認識して、チップ保持ツールと基板の位置合わせをした後、前記チップを前記基板に実装する実装方法。 This is a method of mounting a chip having an alignment recognition mark on its upper surface on a substrate with a positioning recognition mark placed below it using a chip holding tool that holds the chip from the upper surface side. And
Before mounting the chip on the board,
Recognizing and storing a part of the chip holding tool as a mark, and recognizing and storing the shape of the part of the mark;
Recognizing and storing the shape of the alignment recognition mark attached to the upper surface of the chip;
And recognizing and storing the shape of the alignment recognition mark attached to the substrate,
The recognition mark for positioning on the upper surface of the chip held by suction on the temporary placement table and the mark serving as a mark of the chip holding tool are image-recognized by a two-field recognition means to align the chip and the chip holding tool. After
Holding the chip by suction with the chip holding tool,
When the chip is mounted on the substrate, the two-view recognition means recognizes the image of the mark serving as the mark of the chip holding tool and the alignment recognition mark attached to the substrate, and positions the chip holding tool and the substrate. A mounting method for mounting the chip on the substrate after matching.
前記チップを吸着保持する仮置き台と前記基板を保持する基板ステージを一体として水平移動する移動台と、
前記移動台を水平移動する駆動手段と、
前記チップを上面側から保持するチップ保持用ツールと、
前記仮置き台に吸着保持されたチップとチップ保持用ツールの間に挿入され、さらに前記駆動手段により水平移動した移動台上の基板とチップ保持用ツールの間に挿入される2視野の認識手段とを有し、
チップの上面に付された位置合せ用認識マークの形状、基板に付された複数の位置合せ用認識マークの形状、およびチップ保持用ツールの部分形状を記憶する機能を備えることを特徴とする実装装置。 An apparatus for mounting a chip with an alignment recognition mark on its upper surface on a substrate with an alignment recognition mark disposed below the chip,
A temporary table for sucking and holding the chip and a moving table that horizontally moves a substrate stage for holding the substrate;
Driving means for horizontally moving the moving table;
A chip holding tool for holding the chip from the upper surface side;
Two-field recognition means inserted between the chip held by the temporary table and the chip holding tool and further inserted between the substrate on the moving table horizontally moved by the driving means and the chip holding tool. And
Mounting having a function of storing the shape of the alignment recognition mark attached to the upper surface of the chip, the shape of a plurality of alignment recognition marks attached to the substrate, and the partial shape of the chip holding tool apparatus.
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